CN104584175A - 熔断器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能可靠地切断过电流的熔断器。熔断器(1)包括绝缘性基板(10)、布线(11)、低熔点金属部(20)、以及发热体(30)。布线(11)配置在绝缘性基板(10)的一个主面(10a)上。低熔点金属部(20)设置在布线(11)上。低熔点金属部(20)具有比布线(11)低的熔点。低熔点金属部(20)在变成熔液时使布线(11)熔化。发热体(30)对低熔点金属部(20)进行加热。在俯视时，发热体(30)设置在相比于配置有低熔点金属部(20)的区域在布线(11)的延伸方向上的一侧端部更靠另一侧。

Description

熔断器

技术领域

本发明涉及熔断器。

背景技术

以往，进行了如下尝试：对电子元器件连接熔断器元件，以保护电子元器件不受过电流的影响。例如，专利文献1中，作为熔断器元件的一个示例，记载了在布线的熔断部附着有低熔点金属的熔断器元件。若过电流流过该熔断器元件，则低熔点金属熔融，形成低熔点金属的熔液。熔断部熔化到该低熔点金属的熔液中，从而熔断部熔断。其结果是，过电流被切断。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009-99372号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在专利文献1所记载的熔断器元件中，存在有时无法可靠地切断过电流的问题。

本发明的目的在于，提供一种能可靠地切断过电流的熔断器。

用于解决问题的手段

本发明所涉及的熔断器包括绝缘性基板、布线、低熔点金属部、以及发热体。布线配置在绝缘性基板的一个主面上。低熔点金属部设置在布线上。低熔点金属部具有比布线低的熔点。低熔点金属部在变成熔液时使布线熔化。发热体对低熔点金属部进行加热。在俯视时，发热体设置在相比于配置有低熔点金属部的区域在布线的延伸方向上的一侧端部更靠另一侧。

本发明所涉及的熔断器的某一特定方面中，在俯视时，发热体设置成从相比于配置有低熔点金属部的区域在布线的延伸方向上的一侧端部更靠另一侧起，直到相比于配置有低熔点金属部的区域在布线的延伸方向上的另一侧端部更靠另一侧。

本发明所涉及的熔断器的另一特定方面中，布线包含熔断部、以及非熔断部。熔断部由于熔化到低熔点金属部的熔液中从而相对容易熔断。非熔断部在布线的延伸方向上位于熔断部的一侧。非熔断部相对不易熔断。在俯视时，发热体配置成不与熔断部重叠。

本发明所涉及的熔断器的其他特定方面中，熔断部由相对于低熔点金属部的熔液的熔化速度相对较高的金属构成。非熔断部由相对于低熔点金属部的熔液的熔化速度相对较低的金属构成。

本发明所涉及的熔断器的进一步其他特定方面中，熔断部包含Au和Ag中的至少一方。非熔断部包含Cu、Pb、Ni和Pt中的至少一种。

本发明所涉及的熔断器的进一步另一特定方面中，熔断部的宽度比非熔断部窄。

本发明所涉及的熔断器的又一其他特定方面中，熔断部比非熔断部薄。

本发明所涉及的熔断器的又一另一特定方面中，熔断器还包括拨液部。拨液部在绝缘性基板的一个主面上，相对于低熔点金属部设置在布线的延伸方向的一侧。拨液部排拒低熔点金属部的熔液。

本发明所涉及的熔断器的进一步又一其他特定方面中，发热体设置在基板的一个主面上或基板的内部。

本发明所涉及的熔断器的进一步又一另一特定方面中，熔断器还包括绝缘层，该绝缘层使布线与低熔点金属部相绝缘。

本发明所涉及的熔断器的又一进一步其他特定方面中，低熔点金属部以Sn为主要成分。

发明效果

根据本发明，可提供一种能可靠地切断过电流的熔断器。

附图说明

图1是第1实施方式中的熔断器的简要剖视图。

图2是第2实施方式中的熔断器的简要剖视图。

图3是第2实施方式中的熔断器的简要俯视图。

图4是第3实施方式中的熔断器的简要剖视图。

图5是第4实施方式中的熔断器的简要剖视图。

图6是第5实施方式中的熔断器的简要剖视图。

具体实施方式

下面，对于实施本发明的优选方式的一个示例进行说明。其中，下述实施方式只是一个示例。本发明完全不局限于下述实施方式。

另外，实施方式等中所参照的各附图中，具有实质上相同功能的构件用相同的标号来参照。另外，实施方式等中所参照的附图是示意性的记载。附图中绘制的物体的尺寸比例等有时与现实物体的尺寸比例等不同。在附图彼此之间，物体的尺寸比例等有时也会不同。具体的物体的尺寸比例等应参照以下的说明来判断。

(第1实施方式)

图1是第1实施方式中的熔断器的简要剖视图。

图1所示的熔断器1既可为在后述的布线11中产生过电流时使布线11自动切断的无源元件，也可为检测过电流并主动地切断布线11的有源元件。

熔断器1包括绝缘性基板10。绝缘性基板10例如可由氧化铝基板等陶瓷基板、树脂基板等构成。绝缘性基板10也可为在内部具有布线的多层基板。

在绝缘性基板10的第一主面10a上配置有布线11。布线11的一侧端部通过过孔电极12与配置于第二主面10b上的端子电极13相连接。布线11的另一侧端部通过过孔电极14与配置于第二主面10b上的端子电极15相连接。

布线11具有熔断部11a、以及非熔断部11b。熔断部11a是根据熔化到低熔点金属部20的熔液中的状态而相对容易熔断的部分，非熔断部11b是根据熔化到低熔点金属部20的熔液的状态而相对不易熔断的部分。

本实施方式中，具体而言，熔断部11a由相对于低熔点金属部20的熔液的熔化速度相对较高的金属构成，非熔断部11b由相对于低熔点金属部20的熔液的熔化速度相对较低的金属构成。更具体而言，本实施方式中，熔断部11a包含Au和Ag中的至少一方。熔断部11a优选为由Ag、Au、或者包含Ag和Au中的至少一方的合金构成。本实施方式中，非熔断部11b包含Cu、Pd、Ni和Pt中的至少一种。非熔断部11b优选为由Cu、Pd、Ni、Pt、或者包含Cu、Pd、Ni和Pt中的至少一种的合金构成。

在布线11上配置有低熔点金属部20。该低熔点金属部20由具有比布线11低的熔点并且在变成熔液时使布线11熔化的低熔点金属构成。作为这种低熔点金属的具体例，例如可举出SnSb、SnCu、SnAg、SnAgCu、SnCuNi等Sn合金。

在低熔点金属部20与布线11之间配置有绝缘层21。利用该绝缘层21使布线11与低熔点金属部20电绝缘。因此，在正常时，端子电极13与端子电极15通过过孔电极12、14和布线11电连接，低熔点金属部20中没有电流流过。因而，在产生过电流时布线11容易发热。由此，熔断器1的熔断功能容易启动。

绝缘层21优选为，能够使低熔点金属部20与布线11电绝缘，并且会熔化到低熔点金属部20的熔液中，或者会在产生熔液时挥发等而被去除。绝缘层21例如可由松香类熔剂、有机酸类熔剂等构成。

在熔断器1上，设置有对低熔点金属部20进行加热的发热体30。因此，熔断器1既可作为无源元件起作用，也可作为有源元件起作用。发热体30例如可由电阻发热体构成。此外，本实施方式中，发热体30配置在绝缘性基板10的第二主面10b上。发热体30例如也可与端子电极13和端子电极15电连接。在这种情况下，在过电流流过布线11时过电流也流过发热体30，从而发热体30发热。

布线11、低熔点金属部20由配置在绝缘性基板10上的密封构件50覆盖。

熔断器1的熔断功能如下述那样来体现。当过电流流过熔断器1时，布线11发热。或者，利用未图示的检测机构检测过电流，向发热体30提供电流，从而发热体30发热。其结果是，低熔点金属部20熔化，产生低熔点金属部20的熔液。布线11熔化到该低熔点金属部20的熔液中，从而布线11被切断，端子电极13与端子电极15之间电绝缘。具体而言，布线11中，熔断部11a优先熔断。即使在熔断部11a熔断之后，非熔断部11b的至少一部分仍然残留。

低熔点金属部的熔液具有导电性。因此，若低熔点金属部的熔液将布线的剩余部彼此连接，则不体现熔断功能。这里，熔断器1中设置成，在俯视绝缘性基板10时，发热体30的一个端部与低熔点金属部20的一部分重叠，而另一个端部不重叠。在俯视时，布线材料11的延伸方向即x轴方向上的发热体30的中央相比于低熔点金属部20的x轴方向上的中央位于更靠x2侧。在俯视时，发热体30设置在相比于配置有低熔点金属部20的区域在布线材料11的延伸方向即x轴方向上的x1侧端部更靠x2侧。由此，由于低熔点金属部20的熔液朝向温度更高的区域流动，因此低熔点金属部20的熔液容易朝向x2侧流动。因而，熔断功能可靠地体现，从而能够可靠地切断过电流。

从低熔点金属部20的熔液容易朝向x2侧流动的观点出发，优选为，在俯视时，发热体30设置成从相比于配置有低熔点金属部20的区域的x1侧端部更靠x2侧起，直到相比于配置有低熔点金属部20的区域在x轴方向上的x2侧端部更靠x2侧。而且优选为，在俯视时，发热体30配置成不与熔断部11a重叠。优选为，发热体30配置在相比于熔断部11a更靠x2侧。而且，优选为发热体30相比于低熔点金属部20位于更靠x2侧。

而且，熔断器1中，在绝缘性基板10上，相对于低熔点金属部20，在x轴方向的x1侧设置有拨液部40。拨液部40排拒低熔点金属部20的熔液。因此，低熔点金属部20的熔液由于拨液部40而朝x2侧排拒，从而更加顺畅地朝x2侧移动。拨液部40优选为在布线11的宽度方向上跨设在布线11上。拨液部40例如可由硼硅酸类玻璃等玻璃材料、环氧树脂等树脂材料等构成。此外，“排拒熔液”是指接触角在90°以上。

此外，本实施方式的熔断器1作为单独的元件存在，但本发明的熔断器也可组装于电子元器件中。例如，本发明的熔断器也可与电子元器件的布线基板一体化。

下面，对于本发明的优选实施方式的其他示例进行说明。以下的说明中，用共同的标号参照具有与上述第1实施方式实质上共同的功能的构件，并省略说明。

(第2及第3实施方式)

图2是第2实施方式中的熔断器的简要剖视图。图3是第2实施方式中的熔断器的简要俯视图。图4是第3实施方式中的熔断器的简要剖视图。此外，图3中，省略密封构件的绘制。

第1实施方式中，对于熔断部11a和非熔断部11b中材料彼此不同的示例进行说明。但是，本发明不局限于该结构。如图2及图4所示，第2及第3实施方式中，布线11由单个层构成。如图3所示，第2实施方式所涉及的熔断器2中，熔断部11a设置成宽度比非熔断部11b窄。如图4所示，第3实施方式所涉及的熔断器3中，熔断部11a设置成比非熔断部11b薄。在这些情况下，熔断部11a也比非熔断部11b更容易熔化到低熔点金属部20的熔液中。

另外，布线11也可为单个层，且不具有宽度狭窄部、较薄的部分。在这种情况下，布线11的熔断部11a成为低熔点金属部20设置于其上方的部分。在这种情况下，特别优选为，在俯视时，发热体30相比于低熔点金属部20位于更靠x2侧。

(第4及第5实施方式)

图5是第4实施方式中的熔断器的简要剖视图。图6是第5实施方式中的熔断器的简要剖视图。

如图5所示，第4实施方式所涉及的熔断器4中，发热体30设置在绝缘性基板10的第1主面10a上。低熔点金属部20与发热体30通过绝缘层60相绝缘。如图6所示，第5实施方式所涉及的熔断器5中，发热体30设置在绝缘性基板10的内部。在这些情况下，相比于发热体30设置在第2主面10b上的情况，发热体30的热量更容易提供给低熔点金属部20。因而，布线11容易熔断。

标号说明

1～5…熔断器

10…绝缘性基板

10a…第一主面

10b…第二主面

11…布线

11a…熔断部

11b…非熔断部

12、14…过孔电极

13、15…端子电极

20…低熔点金属部

21…绝缘层

30…发热体

40…拨液部

50…密封构件

60…绝缘层

Claims (11)

1.一种熔断器，其特征在于，包括：

绝缘性基板；

布线，该布线配置在所述绝缘性基板的一个主面上；

低熔点金属部，该低熔点金属部设置在所述布线上，具有比所述布线低的熔点，并且在变成熔液时使所述布线熔化；以及

发热体，该发热体对所述低熔点金属部进行加热，

在俯视时，所述发热体设置在相比于配置有所述低熔点金属部的区域在所述布线的延伸方向上的一侧端部更靠另一侧。

2.如权利要求1所述的熔断器，其特征在于，

在俯视时，所述发热体设置成从相比于配置有所述低熔点金属部的区域在所述布线的延伸方向上的一侧端部更靠另一侧起，直到相比于配置有所述低熔点金属部的区域在所述布线的延伸方向上的另一侧端部更靠另一侧。

3.如权利要求1或2所述的熔断器，其特征在于，

所述布线包含：

熔断部，该熔断部由于熔化到所述低熔点金属部的熔液中从而相对容易熔断；以及

非熔断部，该非熔断部在所述布线的延伸方向上位于所述熔断部的一侧，且相对不易熔断，

在俯视时，所述发热体配置成不与所述熔断部重叠。

4.如权利要求3所述的熔断器，其特征在于，

所述熔断部由相对于所述低熔点金属部的熔液的熔化速度相对较高的金属构成，

所述非熔断部由相对于所述低熔点金属部的熔液的熔化速度相对较低的金属构成。

5.如权利要求4所述的熔断器，其特征在于，

所述熔断部包含Au和Ag中的至少一方，

所述非熔断部包含Cu、Pb、Ni和Pt中的至少一种。

6.如权利要求3至5中的任一项所述的熔断器，其特征在于，

所述熔断部的宽度比所述非熔断部窄。

7.如权利要求3至6中的任一项所述的熔断器，其特征在于，

所述熔断部比所述非熔断部薄。

8.如权利要求1至7中的任一项所述的熔断器，其特征在于，

还包括拨液部，该拨液部在所述绝缘性基板的一个主面上，相对于所述低熔点金属部设置在所述布线的延伸方向的一侧，且排拒所述低熔点金属部的熔液。

9.如权利要求1至8中的任一项所述的熔断器，其特征在于，

所述发热体设置在所述基板的一个主面上或所述基板的内部。

10.如权利要求1至9中的任一项所述的熔断器，其特征在于，

还包括绝缘层，该绝缘层使所述布线与所述低熔点金属部相绝缘。

11.如权利要求1至10中的任一项所述的熔断器，其特征在于，

所述低熔点金属部以Sn为主要成分。